同步發(fā)電機(jī)的磁場(chǎng)ppt課件

1、同步發(fā)電機(jī)的磁場(chǎng)同步發(fā)電機(jī)的磁場(chǎng)要點(diǎn)：要點(diǎn)：1 1、時(shí)空相、時(shí)空相- -矢量圖矢量圖2 2、負(fù)載運(yùn)行時(shí)兩個(gè)旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)、負(fù)載運(yùn)行時(shí)兩個(gè)旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì) a.a.由直流電流產(chǎn)生的勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)由直流電流產(chǎn)生的勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì) b.b.三相對(duì)稱交流電流產(chǎn)生的電樞磁動(dòng)勢(shì)三相對(duì)稱交流電流產(chǎn)生的電樞磁動(dòng)勢(shì)3 3、隱極式同步發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)相量圖，方程式，、隱極式同步發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)相量圖，方程式， 等值電路等值電路4 4、凸極式同步發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)相量圖，方程式，、凸極式同步發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)相量圖，方程式， 等值電路等值電路同步發(fā)電機(jī)的磁場(chǎng)同步發(fā)電機(jī)的磁場(chǎng)l 空載運(yùn)行空載運(yùn)行l(wèi) 空載磁場(chǎng)空載磁場(chǎng)l 對(duì)稱負(fù)載運(yùn)行對(duì)稱負(fù)載運(yùn)行l(wèi) 電

2、樞反應(yīng)重點(diǎn)）電樞反應(yīng)重點(diǎn)）同步發(fā)電機(jī)的磁場(chǎng)同步發(fā)電機(jī)的磁場(chǎng)空載運(yùn)行：定子繞組空載運(yùn)行：定子繞組開(kāi)路，定子電流為零，開(kāi)路，定子電流為零，轉(zhuǎn)子繞組通入直流勵(lì)轉(zhuǎn)子繞組通入直流勵(lì)磁電流，發(fā)電機(jī)被拖磁電流，發(fā)電機(jī)被拖動(dòng)以同步速度旋轉(zhuǎn)的動(dòng)以同步速度旋轉(zhuǎn)的情況。情況。同步發(fā)電機(jī)的磁場(chǎng)同步發(fā)電機(jī)的磁場(chǎng) 當(dāng)勵(lì)磁繞組中通入直流電流后，產(chǎn)生隨轉(zhuǎn)子一起旋轉(zhuǎn)當(dāng)勵(lì)磁繞組中通入直流電流后，產(chǎn)生隨轉(zhuǎn)子一起旋轉(zhuǎn)的磁動(dòng)勢(shì)，稱為勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)。因?yàn)樗S轉(zhuǎn)子一起轉(zhuǎn)動(dòng)，從的磁動(dòng)勢(shì)，稱為勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)。因?yàn)樗S轉(zhuǎn)子一起轉(zhuǎn)動(dòng)，從定子上看，它也是一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)，所以同電樞繞組磁動(dòng)定子上看，它也是一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)，所以同電樞繞組磁動(dòng)勢(shì)的分析方法一樣。勢(shì)

3、的分析方法一樣。1、凸極電機(jī)的勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)、凸極電機(jī)的勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)同步發(fā)電機(jī)的磁場(chǎng)同步發(fā)電機(jī)的磁場(chǎng)同步發(fā)電機(jī)的磁場(chǎng)同步發(fā)電機(jī)的磁場(chǎng) 勵(lì)磁繞組放置在磁極兩邊槽里，磁極中勵(lì)磁繞組放置在磁極兩邊槽里，磁極中間不放繞組以使磁極磁動(dòng)動(dòng)勢(shì)波形接近正間不放繞組以使磁極磁動(dòng)動(dòng)勢(shì)波形接近正弦，每極磁勢(shì)最大幅值為弦，每極磁勢(shì)最大幅值為 ，通過(guò)實(shí)，通過(guò)實(shí)際總槽數(shù)際總槽數(shù)Z2Z2與沿轉(zhuǎn)子表面開(kāi)的等距槽的總與沿轉(zhuǎn)子表面開(kāi)的等距槽的總槽數(shù)槽數(shù)Z2Z2的比值查表得的比值查表得 。2 2、隱極電機(jī)的勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)、隱極電機(jī)的勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)fffiNF21fk同步發(fā)電機(jī)的磁場(chǎng)同步發(fā)電機(jī)的磁場(chǎng)同步發(fā)電機(jī)的磁場(chǎng)同步發(fā)電機(jī)的磁場(chǎng)0勵(lì)磁繞組旋轉(zhuǎn)0

4、E定子繞組交變切割電樞繞組011044. 4NkfNE空空載載電電動(dòng)動(dòng)勢(shì)勢(shì)：2401200000000EEEEEECBA240sin2120sin2sin2000000tEetEetEeCBA 601pnf ，同步發(fā)電機(jī)的磁場(chǎng)同步發(fā)電機(jī)的磁場(chǎng)漏磁通漏磁通同步發(fā)電機(jī)的磁場(chǎng)同步發(fā)電機(jī)的磁場(chǎng)l感應(yīng)電勢(shì)的波形和大小與氣隙磁密的分感應(yīng)電勢(shì)的波形和大小與氣隙磁密的分布形狀及幅值大小緊密相關(guān)。布形狀及幅值大小緊密相關(guān)。l在設(shè)計(jì)和制造電機(jī)時(shí)，應(yīng)采取適當(dāng)?shù)拇朐谠O(shè)計(jì)和制造電機(jī)時(shí)，應(yīng)采取適當(dāng)?shù)拇胧垣@得盡可能接近正弦分布的氣隙施，以獲得盡可能接近正弦分布的氣隙磁密，從而得到較高品質(zhì)的感應(yīng)電勢(shì)。磁密，從而得到較高品

5、質(zhì)的感應(yīng)電勢(shì)。 同步發(fā)電機(jī)的磁場(chǎng)同步發(fā)電機(jī)的磁場(chǎng)電壓波形畸變電壓波形畸變定義：實(shí)際空載線電壓波形與正弦波形的偏差程度。定義：實(shí)際空載線電壓波形與正弦波形的偏差程度。措施：使氣隙磁密波形接近正弦波，定子采用分布和措施：使氣隙磁密波形接近正弦波，定子采用分布和短距繞組，三相短距繞組，三相Y Y形接法消除三次及其倍數(shù)次諧波。形接法消除三次及其倍數(shù)次諧波。 1222122322mnmnmmkmmvUUUUUUk同步發(fā)電機(jī)的磁場(chǎng)同步發(fā)電機(jī)的磁場(chǎng)l定子繞組接三相對(duì)稱負(fù)載，定子電定子繞組接三相對(duì)稱負(fù)載，定子電流不為零，有電樞磁動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生；流不為零，有電樞磁動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生；l轉(zhuǎn)子繞組通入直流勵(lì)磁電流，有勵(lì)轉(zhuǎn)子繞組通入

6、直流勵(lì)磁電流，有勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生；磁磁動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生；l發(fā)電機(jī)被拖動(dòng)以同步速度旋轉(zhuǎn)。發(fā)電機(jī)被拖動(dòng)以同步速度旋轉(zhuǎn)。同步發(fā)電機(jī)的磁場(chǎng)同步發(fā)電機(jī)的磁場(chǎng)運(yùn)行狀態(tài)運(yùn)行狀態(tài)電流電流磁動(dòng)勢(shì)磁動(dòng)勢(shì)磁通磁通電動(dòng)勢(shì)電動(dòng)勢(shì)合成合成電動(dòng)勢(shì)電動(dòng)勢(shì)空載運(yùn)行空載運(yùn)行IfFf0E0E0對(duì)稱負(fù)載對(duì)稱負(fù)載運(yùn)行運(yùn)行IfFf0E0EIaFaaEa同步發(fā)電機(jī)的磁場(chǎng)同步發(fā)電機(jī)的磁場(chǎng)定義：電樞磁動(dòng)勢(shì)對(duì)勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)的影響叫電樞反應(yīng)。定義：電樞磁動(dòng)勢(shì)對(duì)勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)的影響叫電樞反應(yīng)。aF 一、一、 磁動(dòng)勢(shì)分析磁動(dòng)勢(shì)分析1 1、定子三相對(duì)稱繞組中對(duì)稱三相電流產(chǎn)生基波電樞磁動(dòng)勢(shì)、定子三相對(duì)稱繞組中對(duì)稱三相電流產(chǎn)生基波電樞磁動(dòng)勢(shì)1 111 35dpaN I kF

7、.p（1 1） 大?。捍笮。?(A) (A) 1160fnp（2 2） 轉(zhuǎn)速：轉(zhuǎn)速： (r/min) (r/min) （3 3） 轉(zhuǎn)向：沿通電相序轉(zhuǎn)向：沿通電相序A A、B B、C C的方向，它與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)的方向，它與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向相同向相同1y（4 4極對(duì)數(shù)：和轉(zhuǎn)子極對(duì)數(shù)相同，決定于繞組的節(jié)距極對(duì)數(shù)：和轉(zhuǎn)子極對(duì)數(shù)相同，決定于繞組的節(jié)距 同步發(fā)電機(jī)的磁場(chǎng)同步發(fā)電機(jī)的磁場(chǎng)1fF2 2、轉(zhuǎn)子繞組通入直流產(chǎn)生每極基波勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)、轉(zhuǎn)子繞組通入直流產(chǎn)生每極基波勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì) 1f12fffFk N i（1 1） 大?。捍笮。?(A) (A) （2 2） 轉(zhuǎn)速：和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速一樣為同步速轉(zhuǎn)速：和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速一樣為同步速（3 3

8、） 轉(zhuǎn)向：和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向一致轉(zhuǎn)向：和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向一致（4 4） 極對(duì)數(shù)：和轉(zhuǎn)子磁極的極對(duì)數(shù)相同極對(duì)數(shù)：和轉(zhuǎn)子磁極的極對(duì)數(shù)相同同步發(fā)電機(jī)的磁場(chǎng)同步發(fā)電機(jī)的磁場(chǎng)磁動(dòng)勢(shì)磁動(dòng)勢(shì)基波基波波形波形大小大小位置位置轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速共同點(diǎn)共同點(diǎn)Ff正正弦弦波波恒定，由勵(lì)恒定，由勵(lì)磁電流決定磁電流決定由轉(zhuǎn)子位由轉(zhuǎn)子位置決定置決定由原動(dòng)機(jī)由原動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速?zèng)Q定轉(zhuǎn)速?zèng)Q定轉(zhuǎn)速相轉(zhuǎn)速相等，轉(zhuǎn)等，轉(zhuǎn)向相同，向相同，在空間在空間相對(duì)靜相對(duì)靜止。止。Fa正正弦弦波波恒定，由電恒定，由電樞電流決定樞電流決定由電流瞬由電流瞬時(shí)值決定時(shí)值決定由頻率由頻率f和極對(duì)數(shù)和極對(duì)數(shù)p共同決定共同決定同步發(fā)電機(jī)的磁場(chǎng)同步發(fā)電機(jī)的磁場(chǎng)l定義：電樞基波磁動(dòng)勢(shì)對(duì)主極基定

9、義：電樞基波磁動(dòng)勢(shì)對(duì)主極基波磁場(chǎng)的影響。波磁場(chǎng)的影響。l性質(zhì)：取決于電樞基波磁動(dòng)勢(shì)與性質(zhì)：取決于電樞基波磁動(dòng)勢(shì)與勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)在空間的相對(duì)位置，勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)在空間的相對(duì)位置，有交磁、助磁、去磁之分。有交磁、助磁、去磁之分。l分析：取決于同步發(fā)電機(jī)的內(nèi)功分析：取決于同步發(fā)電機(jī)的內(nèi)功率因數(shù)角率因數(shù)角 。0EI 同步發(fā)電機(jī)的磁場(chǎng)同步發(fā)電機(jī)的磁場(chǎng)BaB結(jié)論：結(jié)論：電樞磁動(dòng)勢(shì)只有交軸分量，電樞磁動(dòng)勢(shì)只有交軸分量，電樞反應(yīng)對(duì)主極磁場(chǎng)的電樞反應(yīng)對(duì)主極磁場(chǎng)的影響為交磁作用；影響為交磁作用；交軸電樞反應(yīng)使氣隙合成磁交軸電樞反應(yīng)使氣隙合成磁場(chǎng)軸線位置從空載時(shí)的場(chǎng)軸線位置從空載時(shí)的直軸處逆轉(zhuǎn)后移一個(gè)角直軸處逆轉(zhuǎn)后移一個(gè)角

10、度，而幅值增加；度，而幅值增加；轉(zhuǎn)子主磁場(chǎng)轉(zhuǎn)子主磁場(chǎng)B0超前氣隙合成超前氣隙合成磁場(chǎng)磁場(chǎng)B，電磁轉(zhuǎn)矩對(duì)主磁，電磁轉(zhuǎn)矩對(duì)主磁極起制動(dòng)作用。極起制動(dòng)作用。 同步發(fā)電機(jī)的磁場(chǎng)同步發(fā)電機(jī)的磁場(chǎng)結(jié)論：結(jié)論：電樞磁動(dòng)勢(shì)包括交軸分量和電樞磁動(dòng)勢(shì)包括交軸分量和直軸分量。直軸分量。交軸電樞反應(yīng)對(duì)主極磁場(chǎng)的交軸電樞反應(yīng)對(duì)主極磁場(chǎng)的影響為交磁作用；影響為交磁作用；直軸電樞反應(yīng)對(duì)主極磁場(chǎng)的直軸電樞反應(yīng)對(duì)主極磁場(chǎng)的影響為去磁作用。影響為去磁作用。 cossincossinIIIIFFFFIIIqdaaqaadqdaqada，F(xiàn)FF 同步發(fā)電機(jī)的磁場(chǎng)同步發(fā)電機(jī)的磁場(chǎng)結(jié)論：結(jié)論：電樞磁動(dòng)勢(shì)包括交軸分量和電樞磁動(dòng)勢(shì)包括交軸分

11、量和直軸分量。直軸分量。交軸電樞反應(yīng)對(duì)主極磁場(chǎng)的交軸電樞反應(yīng)對(duì)主極磁場(chǎng)的影響為交磁作用；影響為交磁作用；直軸電樞反應(yīng)對(duì)主極磁場(chǎng)的直軸電樞反應(yīng)對(duì)主極磁場(chǎng)的影響為助磁作用。影響為助磁作用。 cossincossinIIIIFFFFIIIqdaaqaadqdaqada，F(xiàn)FF 同步發(fā)電機(jī)的磁場(chǎng)同步發(fā)電機(jī)的磁場(chǎng) 位置位置電樞反應(yīng)性質(zhì)電樞反應(yīng)性質(zhì)對(duì)電機(jī)的影響對(duì)電機(jī)的影響負(fù)載性質(zhì)負(fù)載性質(zhì)n(f)n(f)U U=0=00 0q q軸軸交軸交軸波形波形畸變畸變下降下降不變不變R R=90=900 0d d軸軸直、去直、去削弱削弱不變不變下降下降L L=-90=-900 0d d軸軸直、助直、助增強(qiáng)增強(qiáng)不變不變

12、上升上升C C0 00 0 90 900 0d d、q q軸軸交、直去交、直去削弱削弱下降下降下降下降 R R、L L-90-900 0 0 XRa凸凸極極機(jī)機(jī)XXadXaqXdXqXd=X+XadXq=X+XaqXdXqXRa同步發(fā)電機(jī)的磁場(chǎng)同步發(fā)電機(jī)的磁場(chǎng)l有一臺(tái)有一臺(tái) 的汽輪發(fā)電機(jī)，的汽輪發(fā)電機(jī)， ，電樞電阻略去不計(jì)。，電樞電阻略去不計(jì)。試求額定負(fù)載下勵(lì)磁電動(dòng)勢(shì)試求額定負(fù)載下勵(lì)磁電動(dòng)勢(shì) 及內(nèi)功率因數(shù)角。及內(nèi)功率因數(shù)角。l有一臺(tái)有一臺(tái) 的汽輪發(fā)電機(jī)，的汽輪發(fā)電機(jī)， ，電樞電阻略去不計(jì)。，電樞電阻略去不計(jì)。每相勵(lì)磁電動(dòng)勢(shì)為每相勵(lì)磁電動(dòng)勢(shì)為7520V7520V，試求分下列幾種情況，試求分下列幾

13、種情況接上三相對(duì)稱負(fù)載時(shí)的電樞電流值，并說(shuō)明其接上三相對(duì)稱負(fù)載時(shí)的電樞電流值，并說(shuō)明其電樞反應(yīng)的性質(zhì)：電樞反應(yīng)的性質(zhì)：l (1) (1) 每相是每相是7.527.52純電阻純電阻 l (2) (2) 每相是每相是7.527.52純電感；純電感；l (3) (3) 每相是每相是(7.52-j7.52) (7.52-j7.52) 電阻電容性電阻電容性負(fù)載。負(fù)載。 )(8 . 0cos,5 .10,25000滯滯后后連連接接， YKVUkwPNN13. 2SX0E)(8 . 0cos,5 .10,25000滯滯后后連連接接， YKVUkwPNN13. 2SX同步發(fā)電機(jī)的磁場(chǎng)同步發(fā)電機(jī)的磁場(chǎng)845.

14、2)13. 216 . 0(8 . 0)sin()cos(222*2*0sXIUUE kVkVEE25.1735 .10845. 235 .10*004425. 187.36cos87.36sin1554. 01cossintanNNUUIX 281. 0845. 28 . 0coscos*0EU 67.73 解解故故 因因 得得 同步發(fā)電機(jī)的磁場(chǎng)同步發(fā)電機(jī)的磁場(chǎng)53. 31025000108 . 05 .10cos33622NNNNNNNNPUIUIUZ 52. 753. 313. 2*NssZXXAAjjXREIs4570752. 752. 70752000E45解解 阻抗基值阻抗基值 同

15、步電抗同步電抗 純電阻負(fù)載時(shí)純電阻負(fù)載時(shí)電樞電流電樞電流 電流滯后于電流滯后于的角度為的角度為 , ,故電樞反應(yīng)是直軸故電樞反應(yīng)是直軸去磁兼交磁作用。去磁兼交磁作用。同步發(fā)電機(jī)的磁場(chǎng)同步發(fā)電機(jī)的磁場(chǎng)AAjXXjEIs90500)52. 752. 7(07520)(090sXX AAXXjREIs0100052. 707520)(00 2.2.純電感負(fù)載時(shí)純電感負(fù)載時(shí)電樞電流電樞電流 此時(shí)為此時(shí)為 , ,故電樞反應(yīng)是直軸去磁作用。故電樞反應(yīng)是直軸去磁作用。時(shí)，電樞電流時(shí)，電樞電流 此時(shí)為此時(shí)為 , ,故電樞反應(yīng)是交磁作用。故電樞反應(yīng)是交磁作用。3.阻容性負(fù)載且阻容性負(fù)載且同步發(fā)電機(jī)的磁場(chǎng)同步發(fā)電機(jī)的磁場(chǎng)kWPN725000kVUN5 .10Y8 . 0cosN 0*aR1*dX554. 0*qX0E8 . 0cosN 87.36 27.55 822. 027.55sin1sin*IId01*I87.361*U73.34822. 09027.55822. 0*dI有一臺(tái)有一臺(tái) , , 接法接法 （滯后）（滯后）的水輪發(fā)電機(jī)的水輪發(fā)電機(jī) ， ，